植物根结线虫(Meloidogyne spp．)病是一种世界性病害，严重威胁作物的生产。据统计，在引起植物侵染性病害的四大病原中，植物寄生线虫的危害超过细菌和病毒，仅次于真菌。世界上每年因植物寄生线虫造成的农业生产总损失达1250亿美元。目前生产上对根结线虫的防治，仍缺乏直接有效的方法，主要以化学药剂防治为主，但是化学杀线剂残留时间长、毒性大等问题难以解决，严重污染环境。选育和利用抗性作物品种是最经济、有效和安全的根结线虫防治途径。本研究的目的：利用分子生物学手段分别从抗根结线虫的番茄(Solanum lycopersicum Mill)和辣椒(Capsium annuum L．)材料中克隆抗性基因SlMi及CaMi，并利用农杆菌介导的遗传转化方法将它们转入根结线虫敏感的番茄中，分析转基因植株的抗性，鉴定其功能，获得抗根结线虫的番茄转基因株系，应用于植物抗根结线虫育种。本研究获得的主要结果如下：1．根据GenBank中已公布的Mi基因(AF039682)序列信息，成功克隆了番茄根结线虫抗性基因SlMi，该基因gONA序列长5345bp，cDNA长3964bp，含有两个内含子，CDS长3774 bp，编码1257个氨基酸。2．根据NBS-LRR保守序列设计简并引物从辣椒中获得24条具有完整ORF的抗病基因同源序列(RGAs)。对这24条RGAs进行结构功能域分析发现这些RGAs都包含NBS-LRR类抗病基因所有的保守结构域。聚类分析发现这些RGAs可分为八大类；推导的氨基酸相似性比对结果表明，这24个辣椒RGAs与12C-1相应区域氨基酸相似性为31-41％；与pry相应区域氨基酸相似性为32-97％；与RPM1相应区域氨基酸相似性为26-34％；与Hero相应区域氨基酸相似性为43-95％，与Mi相应区域氨基酸相似性为39-99％。其中p20与Mi基因氨基酸的相似性达99％，初步确认p20就是辣椒根结线虫抗性基因的一部分。3．利用同源序列法从抗性辣椒中克隆了辣椒根结线抗性基因CaMi，GenBank登录号为DQ465824。该基因gDNA长5355bp，生物信息学工具软件分析，预计该基因含有两个内含子，大小分别为1297 bp和72 bp。mRNA长3986bp，其中5’非编码区为86bp，3’非编码区为126 bp，CDS长3774 bp，编码1257个氨基酸，对该基因cDNA推断的蛋白质进行同源性分析，发现与番茄抗根结线虫基因SlMi的同源性达99％，两基因的差别主要体现在两个内含子中，同源性仅为92％和80％。两基因均属于第一类NBS-LRR抗病基因，含有NBS-LRR全部保守功能域。4．对抗性番茄和辣椒不同器官(根、茎、叶、花、果)的RT-PCR分析发现，SlMi基因在番茄根、茎和叶中均有表达，但在根和叶中表达量较高，茎中很微弱，几乎检测不到，而在花和果实中则无法检测到该基因的表达。CaMi基因在辣椒根、茎、叶、花中均有表达，和SlMi基因相似，在根和叶中的表达量较高，而茎中几乎检测不到，花中的表达量也相对较高。推断这两个基因的表达均具有时间和空间特异性。5．Southern杂交分析初步确定CaMi以三个拷贝的形式存在于抗根结线虫辣椒基因组中。6．构建了SlMi基因的正义及RNAi植物遗传转化载体和CaMi基因的正义遗传转化载体。利用农杆菌介导的遗传转化方法将正义SlMi和CaMi基因分别成功导入根结线虫敏感的番茄品种“中蔬5号”和“加八”中；将RNAi-SlMi基因导入抗根结线虫的番茄品种“抗根结线虫一号”。PCR检测和Southern blot结果表明，外源基因已整合到番茄基因组中。7．部分转基因植株的RT-PCR分析结果表明，多数转正义基因植株能够检测到靶基因的表达，而部分RNAi转基因植株靶基因的表达受到明显的抑制。8．转基因植株的根结线虫抗性评价结果显示多数正义基因转基因植株的抗性较敏感番茄非转基因植株有明显的提高，而部分RNAi转基因植株则丧失对根结线虫的抗性。9．石蜡切片分析结果表明，根结线虫侵染后造成根部组织结构显著的变化。RNAi转基因植株根部可以看到根结线虫的移动轨迹，根结线虫周围存在许多多核的巨细胞：而在正义转基因植株中则可看到因过敏性反应造成的坏死细胞。